Paradigmen – und was daraus geworden ist Paradigmen und Paradigmenwechsel leiten nicht nur den Fortgang der Naturwissenschaften

Für Thomas S. Kuhn waren Paradigmenwechsel noch richtiggehende wissenschaftliche Revolutionen. Doch heute ist die Entwicklung neuer Paradigmen selbstverständlicher Teil des Forschungsprozesses, was zu einer enormen Beschleunigung führt: zur Wissensexplosion.

Seit sich die empirische Naturwissenschaft von Autorität und Wahrheitsanspruch der Kirche emanzipiert hat und so die Neuzeit einläutete, ist das methodische (Noch)-Nichtwissen Programm: Im Dreischritt von Versuchsanordnung, Beobachtung und Deutung wird das Wissen Stück für Stück der Natur abgeschaut und wie ein Puzzle zusammengesetzt, so dass wir sie in immer größerer Breite und Tiefe verstehen lernen – sollte man meinen. In seinem einflussreichen Buch Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen führte Thomas S. Kuhn 1962 den Begriff des Paradigmenwechsels ein, um den in der Wissenschaftsgeschichte vorgefundenen, eher stufenförmigen denn gleichmäßigen Erkenntnisfortschritt zu verstehen. Doch seither ist das Wissen immer weiter und beschleunigt gewachsen. Stufen sind kaum auszumachen. Was ist geschehen?

Was ist ein Paradigma?

Das griechische Wort „parádeigma“ bedeutet „Beispiel“, „Vorbild“, „Muster“ oder „Abgrenzung“, „Erklärungsmodell“, „Vorurteil“; auch „Weltsicht“ oder „Weltanschauung“. Insbesondere die letzten drei Bedeutungen flossen im Anschluss an Kuhn in die Rezeption des Begriffes in einer Weise ein, dass sich Kuhn später von der allgemeinen Verwendung des Begriffes distanzierte. Kuhn versteht unter Paradigmen „allgemein anerkannte wissenschaftliche Leistungen, die für eine gewisse Zeit einer Gemeinschaft von Fachleuten maßgebende Probleme und Lösungen liefern.“ Kurz, Paradigmen sind „exemplarische Injunktionen“, beispielhafte Anweisungen, wie ein im Fachgebiet vorgefundenes Problem gelöst werden kann.

Griffig finde ich die Definition von Joel Arthur Barker, einem frühen Anwender des Paradigmenbegriffes in der Welt der Innovationstätigkeit von Unternehmen: „Ein Paradigma ist ein Satz von Regeln und Vorschriften (geschrieben oder ungeschrieben), das folgende zwei Dinge tut: (1) es etabliert oder definiert Grenzen; und (2) es sagt, wie man sich innerhalb der Grenzen zu verhalten hat, um erfolgreich zu sein.“  Das funktioniert auch eine Weile gut: Je besser der Wissenschaftler eines Fachgebietes lernt, mit seinem Paradigma zu arbeiten, je weiter die Instrumente technisch entwickelt werden, mit denen er seine zunehmend ausgefeilten Versuche durchführt, je mehr und umso schwierigere Probleme kann er lösen. Das Puzzlebild fügt sich zusammen. Dies ist nach Kuhn der Gang der „normalen Wissenschaft“.

Es bleibt jedoch eine Anzahl Probleme übrig, die sich einer Lösung hartnäckig widersetzen. Sie führen die normale Wissenschaft in eine Krise, die erst überwunden wird, wenn ein neues Paradigma gefunden ist, mit dem sich die übriggebliebenen Probleme lösen lassen. Damit tut sich zugleich eine ganze Klasse neuer Probleme auf, die nun bearbeitbar wird. Es fand ein Paradigmenwechsel statt – und das Fachgebiet schreitet erneut als „normale Wissenschaft“ auf höherer Stufe voran, die Experten werden zunehmend geübt in ihrer Disziplin und die Versuchsanordnungen werden ausgefeilter…

Paradigma versus Weltbild

Ein gutes Beispiel liefert das Spektrum der Temperaturstrahlung, eines jener wenigen dunklen Wölkchen am strahlenden Himmel der fast abgeschlossenen Welterklärung durch die Physik am Ende des 19. Jahrhunderts. Es widersetzte sich allen bekannten Lösungsansätzen, bis Max Planck die Quantelung der Energie ganz unspektakulär als mathematischen Kniff einführte, eine Hilfskonstruktion, die er dann aber nicht mehr loswurde. Die Geburtsstunde des Quanten-Paradigmas. Als Lösungsmethode einer neuen Klasse physikalischer Probleme funktioniert es ausgezeichnet. Das Weltbild, das sich dadurch abzuzeichnen begann, ist höchst seltsam. Gelegentlich wird dieses neue, unverständliche Weltbild mit dem Paradigma verwechselt. Da ist dann die Rede von dem neuen Paradigma, das das alte abgelöst habe (alt: linear, reduktionistisch, Descartes, klassische Mechanik…; neu: komplex, holistisch, Einstein, Quantenmechanik… und dergleichen Schlagworte mehr). Das ist jedoch ein Missverständnis.

Ein anderes, bekanntes Beispiel ist der Übergang vom geo- zum heliozentrischen Weltbild. Auch hier wird gerne das Weltbild mit dem Paradigma gleichgesetzt. Zwar wandelt sich das Weltbild, wenn anhand neuer Paradigmen neue Versuche zu neuen Erkenntnissen führen. Aber die Wandlung des Weltbildes ist eine Folge eines neuen Paradigmas, nicht das Paradigma selbst. Der eigentliche Paradigmenwechsel war viel unspektakulärer: Das alte, von Aristoteles übernommene Paradigma, nach dem die Bewegungen der Himmelskörper Kreise beschreiben, kam mit der zunehmenden Genauigkeit der Messungen an seine Grenzen. Die Methode, den Kreisbahnen Epizyklen – kleine Kreise auf den großen Kreisen – anzuhängen, wurde unbefriedigend und schließlich die Regel „Gehe von Kreisen aus“ zugunsten der allgemeineren Regel „Gehe von Kegelschnitten aus“ fallengelassen. Dies geschah zum Leidwesen der Experten, die in der Berechnung und Darstellung von Epizyklen eine hohe Kunstfertigkeit erlangt hatten.

Wie es mit den Paradigmen seit Kuhn weiterging

Die Natur bleibt im Allgemeinen völlig unbeeindruckt von Vorhersagen über sie. Eine Vorhersage über menschliches Tun kann dieses Verhalten aber so verändern, dass entweder die Vorhersage gerade deshalb eintritt (selbsterfüllende Prophezeiung) oder nach Kräften abgewehrt wird. Und so haben die historischen Analysen von Thomas Kuhn die Wissenschaftlergemeinde nicht unbeeindruckt gelassen. Heute muss nicht mehr erst eine Wissenschaftlergeneration aussterben, bis sich ein neues Paradigma durchsetzen kann. Die Suche nach neuen Paradigmen, um schwierige Probleme zu lösen, ist zum Bestandteil des Prozesses geworden. Die sich so beschleunigende Erkenntnisgewinnung ermöglicht Technologien, mit deren Hilfe neue Paradigmen noch schneller zur Blüte gelangen, noch mehr schwierige und/oder neuartige Probleme gelöst werden, was den Prozess weiter beschleunigt. Eine solche positive Rückkopplung bildet das systemische Muster einer Explosion – eine Wissensexplosion.

Beispiel Kosmologie und Elementarteilchenphysik: Man muss die Stichworte nicht verstehen, das Weltbild nicht begreifen, um zu ahnen, dass mit den gewaltigen Teleskopen auf der Erde und im Weltraum, mit Teilchenbeschleunigern und deren Streubildern mehr passiert ist, als nur eine Fortführung der quantenmechanischen Revolution zu Beginn des 20. Jahrhunderts mit mehr Technik: Inflationäres Universum, Multiversen, dunkle Energie, Supersymmetrie, Stringtheorie, zehn Raumdimensionen von denen sieben eingefaltet sind. Hinter jedem Begriff stehen ein oder gleich mehrere Paradigmenwechsel. Und ein Ende ist nicht abzusehen.

Beispiel Informatik: Die Informatiker haben gar nicht erst angefangen, sich in einem Paradigma einzurichten. Schlag auf Schlag kommen die Neuerungen sowohl bei der Hardware als auch in den Softwarearchitekturen. Und mit Neuerungen sind nicht die neuen Produkte gemeint, sondern die Kaskade von Paradigmenwechseln, die dazu führte, dass ein heutiges Smartphone wesentlich leistungsfähiger ist als ein maschinengefüllter, klimatisierter Raum, wie er noch vor einigen Jahrzehnten notwendig war. Ganz zu schweigen von Internet, Suchmaschinen und der Entwicklung sozialer Netzwerke. Es bleibt zu beobachten, welche Paradigmen die Probleme der Mensch-Maschine-Schnittstelle bewältigen werden.

Beispiel Molekularbiologie: Es ist gerade 150 Jahre her (1869), dass das Periodensystem der Elemente aufgestellt wurde, Grundpfeiler der Paradigmen der Chemie. Keine 100 Jahre später, 1953, ist die Doppelhelixstruktur des DNA-Moleküls aufgeklärt. Im Humangenomprojekt wurde in 13 Jahren von 1990 bis 2003 das menschliche Genom vollständig entschlüsselt. Das hat 100 Millionen Dollar gekostet. Heute kann man ein Genom für wenige Tausend Dollar „lesen“ und mehr noch, die einzelnen Gene in ihrer Funktion interpretieren. Beliebige Informationen lassen sich in einem DNA-Molekül speichern, vervielfältigen und wieder auslesen. Ein Ziel ist es, DNA zu kodieren, die beliebige Proteinmoleküle herstellt. Dabei ist die DNA nicht auf die evolutionär gegebenen vier Aminosäuren und die Proteine nicht auf die üblichen zwanzig Aminosäuren begrenzt. Evolution statt in Jahrmillionen tatsächlich in sechs Tagen und als intelligentes Design, made bei Homo Deus.

Dennoch: Neue Paradigmen dringend gesucht!

Ginge es nur um den Selbstzweck der Wissenssammlung über eine Natur, von der wir annehmen, dass sie sich gleich bleibt, unabhängig von dem Wissen, das wir über sie gewonnen haben, so bestünde die Aufgabe der Wissenschaften nur darin, immer mehr Informationen über die Wirkzusammenhänge in der Natur zu gewinnen. Einen solchen „Elfenbeinturm“ gibt es aber nicht, denn das Wissen strebt nach Anwendungen und diese erzeugen als Nebenwirkungen ihre eigenen Probleme.  Die Natur – nicht als zeitlose Naturgesetze, sondern als dynamisches, ökologisches System, das uns einschließt – reagiert auf die Paradigmen, mit denen wir das Wissen anwenden. Und die finden sich in den Millionen Unternehmen weltweit verteilt, wo die Stiftung von Nutzen an Umsatzwachstum und Gewinnerzeugung gemessen wird. In unserer Wirtschaftsweise kommen alte und wirksame Paradigmen zum Einsatz, die hervorragend wirtschaftliche Probleme lösen und dabei schwierige Nebenwirkungsprobleme verdrängen – die berüchtigten „sozialisierten Kosten“. Die Krise spitzt sich zu. Es steht also ein grundlegender Paradigmenwechsel in der Gestaltung unserer (wirtschaftlichen) Beziehungen ins Haus. Es lohnt sich, Ausschau nach neuen Paradigmen des Zusammenlebens zu halten. Aber anders als bei der geduldig auf die Entschlüsselung ihrer Geheimnisse wartenden Natur drängt hier die Zeit. Die „große Transformation“ muss gelingen, bevor uns die Problemexplosion, die sich als Folge der Anwendungsexplosion der Wissensexplosion abzeichnet, unter sich begräbt.

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